冷暖辐射空调室内舒适性分析与节能研究

摘要

以辐射换热为主的空气调节方式具有垂直温度梯度小、热舒适性高和节能特点,但是采用顶板和地板两套系统分别用于夏季空调和冬季采暖,则系统的经济性很差。因此本文综合建筑物室内舒适度和节能要求,研究采用侧墙辐射板一套系统同时进行夏季空调和冬季采暖,对于节能减排和满足人们对室内舒适性要求具有重要意义。　　人体在室内的显热和潜热损失是通过对流和辐射方式与环境相互作用的。对于侧墙辐射,影响室内舒适性的因素有垂直空气温差和不均匀辐射。考虑到侧墙辐射板采暖和供冷实际,可采用垂直空气温差指标评价人体热舒适性,其换热量可采用ASHRAE的线性化计算方法。　　本文以河北省保定市某办公室为例,采用k-ε双方程模型和DO辐射换热模型,运用商业软件进行辐射供冷和采暖分析。模拟结果表明:采用顶板辐射供冷和地板辐射采暖的垂直温差能满足夏季和冬季室内人体舒适性要求,而同样参数的顶板辐射采暖和地板辐射供冷不能满足冬季和夏季室内要求。如通过增加辐射板面积,虽然室内可以达到采暖和供冷要求,但是垂直温差过大,无法实现热舒适;而采用东、西两面侧墙居中靠上布置辐射板,在夏季和冬季,其室内温度以及垂直温差基本满足室内人体舒适性要求。　　为了优化侧墙辐射板的布置,进行了辐射板在东西墙居中靠下和居中布置的模拟。虽然室内平均温度和垂直温差均能满足冬季采暖和夏季供冷需求,但是室内的温度分布仍不很均匀。为此,提出在东、西和南三面侧墙布置辐射板的方案。数值模拟分析表明:该方案不仅室内平均温度和垂直温差均能满足冬季采暖和夏季供冷需求,而且室内的温度分布更为均匀。

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第1章 绪论

1.1本课题研究背景与意义

1.2辐射采暖/供冷系统研究现状及存在的问题

1.3热舒适性方面研究现状

1.4本课题研究内容

第2章 侧墙辐射板采暖/供冷的理论基础

2.1辐射传热简介

2.2辐射空调传热机理

2.3人体热舒适性

2.4室内热舒适影响因素

2.5侧墙辐射板采暖/供冷热舒适性影响因素

2.6室内热舒适性评价指标

2.7冷/热辐射板供冷量/热量的计算

2.8本章小结

第3章 侧墙辐射板采暖/供冷系统的数值模拟

3.1控制方程

3.2模拟对象介绍

3.3模型建立与设置

3.4模拟结果分析

3.5本章小结

第4章 侧墙辐射板采暖/供冷系统的优化设计

4.1辐射采暖/供冷系统的优化设计

4.2辐射板位置的优化设计

4.3本章小结

第5章 结论与建议

5.1结论

5.2今后研究工作建议

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢